《微机原理与接口技术》课程教案
第 1 课 次 授 课 计 划
基本内容:
① 课程性质及内容介绍、先修课程及参考书目 ② 第1章 计算机基础知识（1）
1.1 绪论 1.2 计算机的发展概述
1.3 微机中信息的表示及运算基础
目的要求:
明确本课程的学习目的及要求、激发学习微机原理与接口的兴趣与热情， 初步了解本课程的特点及学习方法； 了解计算机发展历史；
熟练掌握无符号数和带符号数的表示方法； 掌握各种进制间的互换；（重点）
掌握数的原码、反码、补码表示法，并熟练掌握补码加减运算。（重点）
难 点:
补码加减法运算；
有符号数和无符号数溢出判断 。
教学环节及组织:
新课引入
课程性质：该课程属计算机硬件基础课程，是学习微机组装、单片机应用开发、微机控制等课程的前序基础课。
课程内容：微机的基本结构；指令系统及汇编语言；存储器结构及工作原理；I/O接口及应用；可编程芯片及应用。
学习方法：首先掌握微型计算机的基本原理，熟记其指令系统用指令和应用指令编写程序；掌握I/O接口的基本结构和接口应用；理论结合实际，多上机多编程，在应用中学习。
新课讲授
1 计算机基础知识
1.2 计算机发展概述
从1946年世界上第一台电子数字计算机ENIAC问世至今，计算机的发展主要经历了电子管、晶体管、小规模集成电路、大规模（LSI）和超大规模（VSLI）集成电路四个发展阶段，从1981年起进入智能计算机阶段。
? 微处理器及微型计算机的发展
4位及低档8位→中高档8位→16位→32位→高档32位→64位（主要体现在位数的变化） ? 微型计算机的组成
微型计算机通常由微处理器（即CPU）、存储器（ROM，BAM）、I／O接口电路及系统总线（包括地址总线AB、数据总线DB、控制总线CB）组成。
? 计算机编程语言的发展。介绍各编程语言的特点，本门课程主要学习汇编语言。 1.3 计算机中信息的表示及运算基础
? 计算机中的数和编码系统 ? 计算机中的进位计数制
? 进位计数制的基本概念
? 课堂讨论：为什么要使用二进制和十六进制，各进制间是否可以相互转换？
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? 四种不同进制数（二、八、十、十六进制）的相互转换（课堂练习） ? 计算机中带符号数的表示
? 原码、反码和补码的表示方法 ? 原码、反码和补码之间的转换 ? 课堂练习
? 补码加减运算
? 补码加减运算规则 [X±Y]补=[X] 补±[Y] 补 ? 例题分析
[例1]X=-0110100B，Y=+1110100B，求X+Y=？ [例2]X=-56，Y=-17，求X-Y=？
? 通过例题强调：运算完后要先判断结果的正负，结果若为负数，则需进行变补运算才
能得到结果的真值。即[X±Y]原[[X±Y]补] 补
? 溢出判断
? 例题分析
[例3]X=-62H，Y=-3BH，求X+Y=？ [例4]X=-1FH，Y=-4AH，求X+Y=？ ? 溢出和进位的区别，
? 溢出判断标准：若最高进位⊕次高位进位=1，则结果产生溢出。
小结
1）主要介绍了计算机的发展以及计算机的基础知识。
2）要求掌握：二、十、十六进制的相互转换，无符号数、带符号数、真值、机器数的区别，原码、反码、补码、真值之间的相互转换方法，补码加减运算，进位和溢出的概念。
课外作业及思考题
1） 阅读分析课本第1章[例1-12]~[例1-19]； 2） 课后练习2~6题自行练习。
课 后 记 载 :
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第 2 课 次 授 课 计 划
基本内容:
第1章 计算机基础知识（2）
1.3 微机中信息的表示及运算基础 第2章 8086体系结构（1）
2.1 8086 CPU结构（内部结构）
目的要求:
掌握二-十进制数的表示（BCD数）； 掌握二-十进制数的加减运算；（重点） 掌握字符的编码（ASCII码）； 理解数的定点和浮点表示；
掌握8086微处理器的基本结构和工作原理。
难 点:
二-十进制数（BCD数）的加减运算结果调整
教学环节及组织: 复习巩固
? ? ? ?
计算机中的数和编码系统
计算机中的进位计数制及进制间的转换
计算机中带符号数的表示：原、反、补码的表示和转换 补码加减运算：[X±Y]补=[X] 补±[Y] 补
? 溢出判断：若最高进位⊕次高位进位=1，则结果产生溢出。
新课讲授
1 计算机基础知识
1.3 计算机中信息的表示及运算基础
? 二-十进制数（BCD数）
? 二-十进制数的表示：用四位二进制数表示一位十进制数。 ? 二-十进制数的加减运算 ? 课堂讨论：
例题中BCD数运算结果为什么不再是BCD数？为什么与十进制结果不符？ ? 通过例题讨论，分析结果不一致的原因：
BCD数在计算机中按十六进制运算“逢十六进一”，而十进制为“逢十进一”。
若要BCD数运算中仍保有十进制的“逢十进一”的效果，则对运算结果需进行调整。 ? 二-十进制数的加减运算调整原则
加法调整规则： （1）若二进制和小于10，则保持不变化。 （2）若二进制和大于等于10，或有进位，则和数应加6修正。 减法调整规则： （1）若相减不发生借位，则减法直接进行。 （2）若相减低位向高位发生借位，则低位应减6修正。 ? 课堂练习：用BCD码计算94+7=101
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? 字符的编码（ASCII码）
? 目前微机中应用最普遍的美国标准信息交换码 ? 常用字符ASCII码：
回车0DH/ 换行0AH/ 0~9（30H~39H）/ a~z（61H~7AH）/ A~Z（41H~5AH）
? 数的定点和浮点表示
? 定点表示：小数点在数中的位置固定。运算简便,表示范围小。
n-1-n 定点整数表示范围：2-1 定点小数表示范围：1-2 ? 浮点表示：小数点位置不固定。表示范围大，运算复杂。
2 8086体系结构
从前续课程学习已经知道计算机的基本结构，从而可知微机的基本结构有运算器、控制器和存储器等，这些器件又是怎样构成微型计算机的以及怎样在CPU的指挥下工作的？这就是本节课要解决的间题。
2.1 8086 CPU结构
初步认识： 8086是16位微处理器，数据总线16位，地址总线20位（寻址范围1M），40脚双列直插组件封装。
? 课堂提问：计算机系统的三总线结构是哪三种总线？——数据总线、地址总线、控制总线 ? 8086 CPU 的内部结构(基于图2.1 8086 CPU的内部结构框图讲解)
? BIU（Bus Interface Unit总线接口部件）：实现CPU与存储器或I/O口间数据传送
组成：1个20位地址加法器、 专用寄存器组(段寄存器和指令指针寄存器等)、
指令队列、 总线控制逻辑
? EU（Execution Unit指令执行部件）：主要功能是执行指令
组成：算术逻辑运算单元ALU 、 1个16位标志寄存器FLAGS、
1个数据暂存寄器、 8个通用16位寄存器组、EU控制器
? 8086 CPU 的工作原理
? 与一般CPU工作原理对比，解释流水线技术 ? 动画演示8086 CPU流水线工作过程
小结
1）主要介绍了计算机中常用的编码方式：BCD、ASCII
2）要求掌握：BCD数的表示、加减运算，以及常用字符的ASCII码 3）主要学习了Intel 8086／8088 微处理器基本结构和工作原理
课外作业及思考题
1） 课后练习7~10题 自行练习；
2） 预习：8086CPU 的寄存器结构（思考题—课后习题3、4）
课 后 记 载 :
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第 3 课 次 授 课 计 划
基本内容:
第2章 8086体系结构（1）
2.1 8086 CPU结构（内部结构+寄存器结构+管脚与功能）
目的要求:
熟练掌握8086 CPU内部寄存器组的定义及用法；（重点） 基本掌握8086微处理器管脚的功能； 熟练掌握物理地址/逻辑地址的概念；（重点） 掌握存储器结构和分段的意义； 熟练掌握物理地址的形成方式；（重点）
难 点:
8086 CPU内部寄存器组的定义及用法； 堆栈段的使用
教学环节及组织:
复习巩固
? 第1章课堂作业评讲
1．下列无符号数中最大的数是 C 。 错解：D（2人）
A. （98）16 B. （152）10 C. （10011001）2 D.（227）8
2．二进制数10.11101B写成浮点数形式是 D 。 错解：A（2人）、B（1人） A. 1011101×10-5 B. 1011101×2-1000 C. 1.011101×10+1 D. 1.011101×2+0001
3. 设x＝-46，y＝117，则[x-y]补和[x+y]补分别等于 B 。 错解：D（2人） A.D2H和75H B.5DH和47H C.2EH和71H D.47H和71H 4．补码表示的8位二进制有符号数表示的数值范围是 D 。 错解:A(3人)、C(14人) A. 0～255 B. 0～256 C. -127～127 D. -128～127 5 ．利用二进制补码完成有符号数加法运算：(16)+(-32)
[16]补=0 0010000B [-32] 原=1 0100000B [-32] 补=1 1100000B
所以： [16-32]补= [16]补+ [-32]补 =0 0010000B +1 1100000B=1 1110000B
(16)+(-32)=[1 1110000B] 补=1 0010000B=-16
出错之处：
1）直接用原码相加；2）原反补码求取出错；3）纯计算错误；4）没有结论
第2章内容回顾
? 8086 CPU的内部结构：BIU+EU （功能和组成）
? 8086 CPU的流水线工作方式